G公司利用六西格玛DMAIC方法对其发动机缸盖螺栓拧紧一次性合格率不高进行改进研究。其中使用测量系统分析、过程能力分析、Minitab等软件工具，强调了DMAIC在质量管理中的应用和效果。

1、定义阶段

在实际生产过程中，根据G公司2020年8月份停线问题统计，STN350工位累计报警停线288min，属于装配线停线TOP3的问题。根据拧紧曲线分析报警曲线最终扭矩偏低，低于70Nm（最终扭矩控制范围是70-160Nm）。而且一次性合格率仅为98.03%。

利用高阶流程图（SIPOC）梳理流程，S供应商是某螺栓供应商及ATLAS公司。I输入包括螺栓、半成品发动机、操作工、拧紧程序等。P过程是放置螺栓，设备自动拧紧。O输出将螺栓拧紧至最终扭矩。C客户是生产基地。

VOC转化为CTQ，就是工位拧紧报警，原因是拧紧最终扭矩低于70Nm。先制定目标，现阶段终拧紧一次性合格率为98.03%，目标为终拧紧一次合格率为99.5%，考虑停线工时费、电费、螺栓成本的浪费，按照年产量20万台发动机计算，预估节省收益为27.6万元，项目计划半年完成改善。

2、测量阶段

公司会对拧紧设备进行定期标定，拧紧传感器读数与拧紧机读数可靠，满足拧紧轴拧紧精度≤3%的要求，因此设备测量系统满足要求。

3、分析阶段

通过整理现场缸盖螺栓拧紧过程，从人机料法环测六个方面分析确认问题的影响因子，如图1所示。

首先可以进行快速排查如下：

X1-STN340员工资质，从现场人员技能矩阵可以看出，该岗位的员工均满足三级上岗资质，X2-STN350工位是自动工位，无人员参与。因此人为非关键因子。

X3-设备导向机构确认，通过检查设备日常点检表，确认导向定位工装，缸体上导向销限位工装尺寸满足使用要求，因此，此为非关键因子。

X4-拧紧轴精度，通过拧紧轴标定记录，精度满足3%要求，此为非关键因子。X5-套筒精度，通过设备日常点检表，确认满足检测要求，因此X4和X5为非关键因子。

X6-缸盖螺纹孔位置度排查，通过随机抓取24组螺栓孔位置度的变量数据（标准为Φ0.6），利用mintab，计算的位置度Cpk=1.93>1.33，即缸盖螺栓孔位置度非关键因子。

X7-缸体螺纹孔位置度，数据通过线上三坐标测量仪进行测量并记录在QDAS数据库中，从QDAS中抓取数据读取其Pok，满足1.33的能力要求，因此缸体螺纹孔位置度为非关键因子。

X8-螺栓摩擦系数，采用双样本T检验，从ATLAS系统中对两种不同摩擦系数1、2，随机抓取48组变量数据，通过Mintab计算，得出P-value<0.05，表明缸盖螺栓表面摩擦系数是显著影响因子。如图2所示。

X9-缸盖螺栓外观尺寸，螺栓入厂会使用螺栓直线度检具进行检测（标准为覬0.3），随机抽取24组样本，并利用minitab软件计算其过程能力，Cpk=11.3，满足过程能力要求，此为非关键因子。

X10-缸盖螺栓抗拉强度，外检会对各批次螺栓检测器抗拉强度（标准为≥940MPa），随机抽取144组数据，使用Minitab进行过程能力计算，得出Cp=1.54，Cpk=1.12，虽然过程能力不高，但出于可接受范围，后续根据改进效果考虑是否进一步进行提升。

X11-拧紧程序，缸盖螺栓采用扭矩＋转角的拧紧工艺分为预拧紧和终拧紧两部分如图3，拧紧工艺所示。根据程序变更记录，从2018年SOP开始，程序就没有发生变化，而问题是8月发生，故此为非关键因子。从是否产生变化的角度，确认X12工厂环境的温度湿度，X13测量系统本身误差，X14测量方法。此三项影响因子均未发生变化，因此暂时断定为非关键因子。

结论如下，X8缸盖螺栓表面摩擦系数为关键因子，X10缸盖螺栓抗拉强度为根据结果改善情况待判因子。下一步就缸盖螺栓表面摩擦系数影响因子进行分析。

根据物料追溯8月份问题较多的螺栓为供应商4月份生产，而其2月份生产的螺栓在工厂表现较好，针对这两批次的螺栓进行对比分析如表1。

分析对比两种表面处理标准工艺，如表2，再分析两种螺栓的过程能力差异，B50处理后螺栓摩擦系数Cpk=0.15，CP8000处理后螺栓摩擦系数Cpk=1.65如图4。最后锁定原因为供应商表面工艺变更导致。

4、改进阶段

六西格玛改进阶段就是优化解决方案，确认能够满足改进目标。供应商将表面处理油剂从B50更换成CP8000，生产螺栓进行现场验证。现场验证结果如下，将改善的螺栓在现场进行验证，随机搜集2496份变量数据，通过Minitab软件进行数据分析，样本均值扭矩为101Nm，过程能力Cpk=2.26，如图5。改善后，工厂持续生产2个月发动机过程中，其终拧紧一次性合格率为99.7%，改善有效。

5、控制阶段

控制阶段是保证缸盖螺栓终拧紧一次性合格率得到明显改善。要求供应商针对控制计划进行优化，如表3所示；工厂内部需保持实时监控，要求外检、工艺制定每周拧紧日报，汇报拧紧工位一次性合格率及原因分析，生产部门利用OEE日报，整理拧紧的主要问题。

总结

针对装配线缸盖螺栓终拧紧一次性合格率偏低的问题，引入六西格玛质量管理工具，通过定义、测量、分析、改进、控制的过程，挖掘根本原因，改进优化，达到精益求精的效果、消除了生产浪费，提高了生产效率。